ReSTIR PG
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局部路径引导拟合的理想分布为后缀贡献:
p(ωi∣p,ωo)∝f(p,ωo,ωi)Li(p,ωi)∣cosθ∣ReSTIR PT将路径贡献作为目标分布p^(x)=f(x), 记A为场景表面, We为传感器响应, hx为像素x的重建滤波器, Le(pn)为末端顶点自发光, 路径贡献函数为:
f(x)=We(p0→p1)G(p0↔p1)i=1∏n−1f(pi+1→pi→pi−1)G(pi↔pi+1)Le(pn)定义逐顶点的传输因子T并简化上式:
T(pi)={f(pi+1→pi→pi−1)G(pi↔pi+1),We(p0→p1)G(p0↔p1)f(p2→p1→p0)G(p1↔p2),i>1i=1f([p0,…,pn])=i=1∏n−1T(pi) Le(pn)记像素x的路径空间为Ωx:
Cx=∫Ωxf(x)dx1全体像素构成对整个路径空间Ω=⋃n=2∞An的分层抽样, 其密度为各像素分布的混合:
p(x)=Φ(p0,p1)f(x),Φ(p0,p1)=N1x=1∑NCx[hx(p0→p1)>0]记dpa:b=dpa⋯dpb, 约定a>b时积分退化为被积函数本身:
p(pi+1∣p0,…,pi)=p(p0,…,pi)p(p0,…,pi+1)=∑n=i+1∞∫An−ip(x)dpi+1:n∑n=i+1∞∫An−i−1p(x)dpi+2:nΦ只依赖p0与p1, 条件i≥1已固定二者, 同时∏t=1i−1T(pt)与积分变量无关, 一并约去:
p(pi+1∣p0,…,pi)=∑n=i+1∞∫An−i∏t=1n−1T(pt)Le(pn)dpi+1:n∑n=i+1∞∫An−i−1∏t=1n−1T(pt)Le(pn)dpi+2:n=∑n=i+1∞∫An−i∏t=in−1T(pt)Le(pn)dpi+1:nT(pi)∑n=i+1∞∫An−i−1∏t=i+1n−1T(pt)Le(pn)dpi+2:n分子中T(pi)之后的求和即入射辐亮度:
Li(pi+1→pi)=n=i+1∑∞∫An−i−1t=i+1∏n−1T(pt)Le(pn)dpi+2:n分母相比入射辐亮度少了自发光:
Li(pi→pi−1)−Le(pi→pi−1)=n=i+1∑∞∫An−it=i∏n−1T(pt)Le(pn)dpi+1:n分母只依赖pi−1与pi, 相对pi+1为常数, 因此p0,…,pi−2对条件分布没有影响:
p(pi+1∣pi−1,pi)∝f(pi+1→pi→pi−1)G(pi↔pi+1)Li(pi+1→pi)转立体角测度结果如下, 即服从路径贡献分布的路径, 局部弹射方向的条件分布为理想的局部引导分布. ReSTIR样本只是无偏权重, 初始样本质量差时相关性较强.
p(ωi∣pi,ωo)∝f(pi,ωo,ωi)Li(pi,ωi)∣cosθ∣p(ωi∣p,ωo)需要拟合7D模型因此实时不可行. 划分场景为空间网格, 在格内拟合求平均以消去p, 降维到4D的p(ωi∣ωo). 漫反射BSDF为常数, 光滑镜面更依赖BSDF抽样, 因此通过积分消去ωo后, 只有粗糙镜面效果较差, 可进一步降维到2D:
p(ωi)=∫H2p(ωi∣ωo)p(ωo)dωo∝Li(ωi)∣cosθ∣∫H2f(ωo,ωi)p(ωo)dωo